本发明专利技术涉及土壤样品快速识别技术领域。公开了一种基于RFID的土壤采样及自动标识装置，包括：土样标识管理模块(1)、标签读写模块(4)、采样钻头(6)、土样盒(8)和RFID标识标签(9)，所述土样标识管理模块(1)用于采集土壤样品信息，并将所采集的土壤样品信息发送给所述标签读写模块(4)，所述标签读写模块(4)用于将所述土壤样品信息写入所述RFID标识标签(9)中；所述标签读写模块(4)和土样盒(8)均位于所述采样钻头(6)的内部；所述RFID标识标签(9)位于所述土样盒(8)的外表面。本发明专利技术能够实现高效的土壤采样及土壤样品信息的自动标识。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤样品快速识别
，具体涉及一种基于RFID的土壤采样及自动标识装置。
技术介绍
保障我国粮食安全，促进农业增产增效增收，重在管好土壤。我国农业生产普遍存在化肥投入过量，利用率较低、环境污染大和土壤肥力下降等负面问题。土壤主要养分信息有效获取，科学指导化肥施用，是精细农业实践中实现节本增效、完善测土配方施肥与实施 “沃土工程”的关键。常规土壤养分信息获取主要包括田间采样、样品前处理和浸提溶液检测。常规田间采样环节采用人工手写方法用纸质标签记录采样信息，主要存在以下问题1) 土壤养分前处理及测试环节信息仍需补充录入，人工操作效率低，误操作率较高；2)纸质标签信息量小，无法包括土壤样品地理位置信息、种植作物、土壤类型、以往施肥等重要信息，且易污损，无法重复利用；3)田间采样与样本检测之间信息脱节，检测结果共享率与利用率低。RFID (Radio Frequency Identification，射频识别)是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，RFID装置一般由RFID标识标签、读写器、天线以及应用软件组成。 RFID标识标签附着在被识别的物体上，当带有标识标签的被识别物品通过读写器可识读范围时，读写器可自动以非接触方式读写卡中的信息，从而实现自动识别物品或自动收集物品标志信息的功能。RFID标识标签具有体积小、寿命长、不易污损、可重复使用、支持快速读写及多目标识别等优点，可以较好弥补纸质标签的不足。近年来，RFID技术已被广泛应用于交通运输、物流、供应链管理、公共信息服务等众多领域，大幅提高了管理与运作效率、降低成本，被认为是21世纪最有前途的信息技术之一。GPS(Global Positioning System，卫星定位系统)已被广泛应用于陆地、海洋、空间和航天领域内各类军用和民用目标的定位、导航和精密测量，并已初步形成了一个新兴的高科技产业。GPS定位系统一般由3部分组成，即GPS卫星、地面监控和GPS接收机。用户部分即为GPS接收机，主要用于接收、跟踪、变换和测量GPS信号。目前，GPS已在农业生产中的很多环节发挥了巨大的作用，如精确播种、精确施肥、精确喷药、精确收割等。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术所要解决的技术问题是如何实现高效的土壤采样及土壤样品信息的自动标识。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于RFID的土壤采样及自动标识装置， 包括土样标识管理模块、标签读写模块、采样钻头、土样盒和RFID标识标签，所述土样标识管理模块用于采集土壤样品信息，并将所采集的土壤样品信息发送给所述标签读写模块，所述标签读写模块用于将所述土壤样品信息写入所述RFID标识标签中；所述标签读写模块和土样盒均位于所述采样钻头的内部；所述RFID标识标签位于所述土样盒的外表面。 优选地，所述土样标识管理模块包括微处理器模块和GPS模块；所述GPS模块用于采集土壤样品信息；所述微处理器模块用于提取GPS模块采集到的信息，并将该信息传送至所述标签读写模块。优选地，所述装置还包括手柄和连接杆；所述土样标识管理模块安装于所述手柄上；所述连接杆的两端分别连接所述手柄和采样钻头。优选地，所述采样钻头的两侧开有对称的把手滑槽，所述把手滑槽包括卡口和滑槽。优选地，所述采样钻头的下端为不锈钢铣齿。优选地，距采样钻头内部上端一定距离处设有隔土圈。优选地，绕所述采样钻头外围、不锈钢铣齿上端至卡口之间标有深度刻度表。优选地，所述标签读写模块通过螺丝居中固定在采样钻头内部顶端。优选地，所述装置还包括固定于所述卡口中的卸样杆。优选地，所述土样标识管理模块还包括串口扩展模块、无线通信模块、人机接口模块和太阳能供电模块，所述人机接口模块用于接收录入的土壤样品信息；所述微处理器模块通过串口扩展模块与无线通信模块连接；所述太阳能供电模块用于给所述土样标识管理模块的其它模块供电。(三)有益效果本专利技术基于RFID实现了土壤采样及自动标识信息，具有操作简便，自动化程度高的特点，可在采集土壤样品的同时，自动实现土壤样品地理位置信息及其他属性信息的快速录入。其中，(1)在采集样本过程中利用抗金属RFID标识标签对土样属性信息进行实时标识记录，标识标签体积小，信息存储容量较大，抗污染，解决了传统土样管理过程中纸质标签易污损、信息容量小、存在人工误读写的问题。(2)装置内嵌GPS模块，可自动获取所采集土样的地理信息位置，并利用读写模块将该位置保存至RFID标识标签。同时，所有电子单元由太阳能板供电，自动化、智能、环保程度高，尤其适用于田间采样环境，解决了传统土壤采样无法自动录入地理位置信息的问题。附图说明图1为本专利技术实施例的装置结构图；图2为土样标识管理模块的内部结构图及其与标签读写模块、土样盒的信息交互不意；图3为采样钻头的三视图，其中(a)为主视图，(b)为左视图，(C)为俯视图；图4为采样钻头的内部结构图。具体实施方式下面对于本专利技术所提出的一种基于RFID的土壤采样及自动标识装置，结合附图和实施例详细说明。为了解决现有常规土壤田间采样纸质标签信息量小，不包含地理位置信息、易破损，无法保障后续信息补录可靠性、效率低等问题，本专利技术提供了一种基于RFID的土壤采样及自动标识装置。基于RFID和GPS技术，将抗金属RFID标识标签贴于土样盒上表面，通过内嵌式标签读写模块将土壤样品信息(含地理位置信息)写入RFID标识标签。同时，通过无线通信技术将RFID标识标签中的信息通过网络同步传送至土壤样品信息管理系统， 为后续前处理及检测环节提供土样基础信息。尤其适用于需要体现采土点地理位置信息的测土配方施肥及土壤养分管理应用。如图1所示，本专利技术实施例的装置结构如下(需要说明的是，图1中的土样盒8未置于采样钻头6内，因此其为非工作状态时的分解图)包括土样标识管理模块1、手柄2、连接杆3、标签读写模块4、卸样杆5、采样钻头 6、铝制土样盒8、抗金属RFID标识标签9。采样钻头两侧开有对称的把手滑槽7。所述土样标识管理模块1由微处理器模块、串口扩展模块、GPS模块、无线通信模块、人机接口模块和太阳能供电模块组成，用于完成土壤样品信息(地理位置信息及其他属性信息)的快速采集。微处理器模块提取GPS模块采集到的经度、纬度和高程等地理位置信息和人机接口录入的土样其它属性信息后，通过RS485串口传送至安装于采样钻头内部顶端的标签读写模块4 ；标签读写模块4将土样信息写入土样盒上表面粘贴的标识标签； 完成标签读写操作后，微处理器通过串口扩展模块与无线通信模块连接，可将标签内信息传送至土壤样品信息管理系统。具体结构如图2所示。所述微处理器模块选用低功耗单片机MSP430F149，该单片机有6组端口(Pl P6)，2组串口 USARTO和USARTl，60KB Flash和2KB RAM。微处理器模块可对标签读写模块进行初始化(主要负责对射频基站部分的初始化工作)，并通过控制标签读写模块，完成对粘贴于土样盒表面的RFID标识标签的读写操作。串口扩展模块采用低功耗UART多串口扩展芯片SP2338DP，实现将一个UART串口扩展为3个全双工异步工作UART串口。其中，2个扩展串口分别用于连接GPS模块和无线通信模块。GPS模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张淼，盛明娅，汪懋华，张丽楠，刘刚，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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